科研产出
原位调控基料碳源组分对水虻堆肥效率与碳氮固定效应的影响
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：选择生物可利用度高的葡萄糖和生物利用度低的木屑作为碳源,花生粕作为氮源,配制总C/N为10、15、20、25、30,碳源难易利用程度为0%、25%、50%、75%、100%的25个水虻堆肥处理组,探究了不同总碳氮比和碳源难易利用程度下的水虻堆肥效率与碳氮素固定效应,基于相关性分析与正交偏最小二乘回归模型分析了调控碳氮固持的关键因子,并利用主成分分析法开展综合评价.结果表明:25个试验处理下,水虻虫体和虫粪产率分别为3.96%～23.06%和13.38%～89.99%;虫体碳含量为48.12%～60.31%,虫体氮含量为5.79%～9.85%,水虻从基料回收的碳、氮素分别为3.24%～29.58%和17.21%～52.69%;水虻堆肥体系碳与氮总固定率分别为40.69%～93.81%和38.06%～72.89%.易利用碳素有效率（ACC1）对水虻堆肥中虫体、虫粪的碳氮固定影响显著（VIP＞1）.总C/N为10,难易利用度碳源比为50%:50%时,水虻堆肥效率与体系总碳氮固定综合效果最佳.本研究证明了总C/N作为水虻堆肥营养基料配置指标上存在局限性,而原位调控基料碳源的生物利用度,可实现虫体高效生产与碳氮固定效能的协同平衡.
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三种改性小麦秸秆生物炭表征及其对Cu2+的吸附性能
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究改性生物炭在水溶液中对Cu2+的吸附性能，利用硅酸钠溶液、氯化镁溶液、过氧化氢溶液制备了3种不同改性小麦秸秆生物炭，通过使用扫描电镜-X射线能量色散光谱（scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS）和傅里叶红外光谱（Fourier infrared spectroscopy,FTIR）等技术对改性前后的生物炭进行表征分析，探究其表面形貌、官能团等性质变化。硅酸钠改性生物炭（sodium silicate modified biochar,SBC）的比表面积与孔容最大，分别为43.69 m~2/g、5.30 cm~3/g，比未改性生物炭（biochar,BC）（6.02 m~2/g、1.40 cm~3/g）分别增加了6.25、2.79倍。由SEM-EDS结果表明，改性生物炭均出现C元素质量分数下降、O元素质量分数增加的现象，其中，SBC的C元素和O元素质量分数变化最大，且SBC和氯化镁改性生物炭（magnesium chloride modified biochar,MBC）上负载了大量含Si和Mg的颗粒。FTIR结果表明，改性处理均能增强官能团的峰值，硅酸钠改性增强程度最大。另外，过氧化氢改性生物炭（hydrogen peroxide modified biochar,HBC）、BC、MBC和SBC对Cu2+的吸附动力学过程更符合准一级动力学模型，BC、MBC、SBC对Cu2+的等温吸附过程更符合Langmuir模型，HBC对Cu2+的等温吸附过程更符合Freundlich模型。分析吸附模型参数可知，改性生物炭MBC、SBC和HBC中，SBC对Cu2+的吸附能力更强，其理论吸附量可以达到230.20 mg/g，该结果可为改性生物炭对Cu2+污染水体的治理提供理论依据。
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花椒果皮多酚类成分鉴定及降血糖活性
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以花椒果皮为研究对象,通过乙醇提取得到花椒果皮粗多酚,再采用分级萃取,依次得到二氯甲烷相(Fl)、乙酸乙酯相(F2)、正丁醇相(F3)和水相(F4),采用超高效液相色谱-电喷雾飞行时间串联质谱法分析其酚类物质组成,通过对α-葡萄糖苷酶的抑制作用以及II型糖尿病模型小鼠评价其降糖活性.结果从花椒果皮中共鉴定出20种多酚类化合物,包括9种酚酸及其衍生物和11种黄酮类化合物.各相中总酚、总黄酮及多酚类化合物含量的变化趋势为F2>F3>F4>F1,说明分级萃取对多酚类物质能起到良好的富集作用.花椒果皮多酚对α-葡萄糖苷酶活性有抑制作用,其中F3的抑制率最高可以达到85.86%,且是通过反竞争性抑制的方式抑制α-葡萄糖苷酶活性,F3中的主要活性成分绿原酸和芦丁与α-葡萄糖苷酶活性的抑制率显著正相关.F3能使糖尿病小鼠的空腹血糖降低64.2%,口服糖耐量降低21.42%,对小鼠的体质量和饮食异常也有一定改善作用.因此花椒果皮多酚有望成为具有预防和治疗糖尿病潜质的活性成分.
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等离子体协同白藜芦醇改性香蕉淀粉及其性质
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究等离子体协同多酚改性对淀粉性质的影响，以青香蕉淀粉为原料，通过介质阻挡放电（dielectric barrierdischarge,DBD）等离子体和白藜芦醇复合改性，制备DBD等离子体改性香蕉淀粉-白藜芦醇复合物，研究复合改性对香蕉淀粉理化性质和消化性的影响。结果表明，DBD等离子体处理后提高了香蕉淀粉与白藜芦醇的复合率；与未改性香蕉淀粉相比，复合改性所形成复合物的溶解度和凝沉性显著提高；DBD等离子体改性后样品的吸油率有很大提升；凝胶化温度To、Tp和Tc分别从64.10、71.14℃和73.92℃提高至70.18、75.79℃和82.53℃；改性后淀粉的消化率和消化速率提高；膨胀力和冻融稳定性降低。扫描电子显微镜表明，DBD等离子体处理产生了更多的淀粉碎片，对淀粉表面具有刻蚀作用。X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析表明，白藜芦醇与香蕉淀粉通过CH-π键结合，使复合物的结构更加致密有序，形成结晶度较高的非“V”型包合物。因此，通过等离子体协同多酚改性香蕉淀粉，能够改善香蕉淀粉的加工性能，有助于开发新型保健食品。
关键词： 香蕉淀粉 介质阻挡放电等离子体 白藜芦醇
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基于归一化植被指数获取环境因子权重的土壤管理分区方法
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：在基于加权环境变量进行土壤管理分区时，常利用作物产量与环境变量之间的关系来获取环境变量的影响权重。然而，当作物产量难以获取或作物产量与环境变量之间不能建立关系模型时，这种基于作物产量获取环境变量影响权重的方法将不再适用。针对此问题，该研究基于归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）可以反映土壤条件而土壤条件又受环境变量影响，提出一种利用NDVI获取环境变量影响权重的方法，并将其应用于橡胶园土壤管理分区。结果表明，利用该方法可以筛选出与NDVI关系紧密的15个关键环境变量，并且可以获取这些环境变量的权重，其中，前5个环境变量（坡向正弦和余弦，地形位置指数，地形湿度指数，剖面曲率）的权重几乎占到15个环境变量权重之和的一半。利用加权后的环境变量可将研究区橡胶园划分为6个分区。这些分区可以很好地区分不同土壤养分（土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾）的丰缺水平。同时，不同分区间环境变量的差异也达到了显著水平（P＜0.05）。可见，该研究提出的利用NDVI获取环境变量影响权重的方法是可靠的。研究可为土壤管理分区提供可靠的思路。
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不同尺寸改性果胶基磁性微球的制备及对Pb2+吸附性能的研究
《材料导报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：本工作以乙二胺改性果胶为基质，将其与海藻酸钠、Fe3O4进行复配，采用微胶囊造粒仪制备了不同尺寸（750μm、540μm、400μm、100μm）的改性果胶基磁性微球。通过红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和显微镜分析对样品进行了表征，并研究了不同尺寸的改性果胶基磁性微球对Pb2+的吸附性能。结果表明，100μm的改性果胶基磁性微球达到吸附平衡仅需要1 h。动力学模拟结果表明，吸附更符合准二级动力学模型，吸附速率受化学吸附控制。Langmuir模型可以较好地拟合实验结果，最大吸附容量为256.41 mg/g。解吸再生实验结果表明，100μm的改性果胶基磁性微球经过九次解吸循环再生，去除率无明显下降。
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蛋白质-多酚-淀粉三元体系的相互作用及其对各组分功能影响的研究进展
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：在食品领域中，常运用食品中各组分之间的相互作用来调节其感官性状与功能特性。蛋白质、多酚类化合物与淀粉三者在食品体系中普遍存在，均在食品体系中发挥着关键作用，其构成的三元体系中常伴随复杂的反应，三者间的相互作用通常可赋予食品优良性状并产生一定的功能效应，掌握其相互作用机理对于构建三元食品体系及拓展其应用具有重要意义，三者的相互作用对于抗性淀粉的开发改性、乳液传递系统的构建、纳米颗粒复合物的制备都存在积极作用。本文探讨总结了关于在食品体系中三者间的相互作用及其对各组分功能的影响，可为蛋白质、多酚类化合物、淀粉组成的三元食品体系的应用提供理论指导。
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不同菌种发酵木薯粉品质和糊化特性比较分析
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以华南9号木薯（SC9）块根为原料，利用5个菌种进行发酵，比较分析发酵前后木薯粉常规营养品质、有机酸风味物质组成和结构特性等差异。结果表明，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵显著提高（P＜0.05）木薯粉的蛋白质含量，比对照组提高2.2倍，达0.83 g/100 g；而许旺酵母（Schwanniomyces occidentalis Kl?cker）发酵可显著降低氰化物含量（P＜0.05），降解率达91.82%；枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）发酵后有机酸含量最高，达到10.987 mg/g，并显著提高了粗多糖得率（P＜0.05），达到1.59%。从加工特性看，枯草芽孢杆菌发酵后，糊化特性的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度均显著提高（P＜0.05）分别为5 397.5、3 439.0、4 770.0 mPa·s，衰减值显著降低（P＜0.05），为1 958.5 mPa·s。结构特性分析表明，发酵后木薯粉淀粉颗粒均匀，显著变小。综合对比，利用枯草芽孢杆菌发酵木薯粉，有利于提高木薯粉的脂肪、有机酸、粗多糖等营养品质并较好改善其加工特性。
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直链淀粉聚合度对无籽面包果淀粉三元复合物体外一阶消化动力学的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究直链淀粉聚合度对其三元复合物消化特征影响的机理，将5种不同聚合度的面包果直链淀粉与聚合度最高的支链淀粉混合，并与月桂酸和β-乳球蛋白进行复合，制备三元复合物。采用三联高效体积排阻色谱、X射线衍射、小角X射线散射、差示量热扫描、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱表征样品超分子结构和消化动力学。结果表明：复合物均呈现出明显的复合特征峰、Ⅴ型结晶、棒状分子构型。随着直链淀粉聚合度增加，复合指数（68.81%～83.55%）、结晶度（21.10%～28.35%）、短程有序性（0.44～0.63）、分子质量（2.90×10~6～8.02×10~6 Da）、分子密度（3.50～23.07 g/（mol·nm~3））、凝胶化温度（98.52～103.71℃）、凝胶化焓（13.95～18.73 J/g）、二阶段动力学速率常数(1.00×10-2～2.92×10-2 min-1)增加，半晶片层厚度（3.20～4.82 nm）、质量结构分形维数（1.28～1.81）、微晶单元特征长度（6.33～7.01?）、回旋半径（70.31～93.94 nm）、纳米表层“止水塞”尺寸（7.05～15.03 nm）减小，导致体外血糖生成指数（78.83～85.71）降低。统计分析验证结果表明，面包果直链淀粉聚合度极显著影响三元复合物多尺度超结构，进而改变其消化动力学。本研究结果可为淀粉基多组分食品的工业化生产提供新的理论指导。
关键词： 直链淀粉聚合度 三元复合物 斜率对数模式消化动力学 多尺度超分子结构 统计学分析
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β-乳球蛋白多酚三配体复合物纳米颗粒的制备与表征
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用乳化-蒸发法制备负载3种多酚的蛋白复合物纳米颗粒.先将阿魏酸(ferulic acid,FA)、槲皮素(quercetin,QT)和香草酸(vanillic acid,VA)与热处理的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)结合形成三配体复合物,再利用乳化-蒸发法进一步降低复合物粒径.通过动态光散射、圆二色谱、红外色谱、荧光光谱和透射电子显微镜探究复合物的结构和形态,并利用超高效液相色谱检测复合物中多酚的加载率和稳定性.结果 表明,乳化-蒸发法成功将β-LG多酚三配体复合物粒径由亚微米级(100~200 nm)降至纳米级(<100 nm);利用荧光光谱、红外色谱和圆二色谱证实了3种多酚与β-LG结合后改变了-LG的微环境和二级结构;透射电子显微镜图像显示复合物呈椭圆形且分布均匀.复合物纳米颗粒中FA、QT、VA加载率分别为86.78%、75.00%、86.40%,高于三配体复合物的加载率60.11%、37.09%、68.93%,且纳米颗粒稳定性更强.
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